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golang bufio
目录* golang bufio
当频繁地对少量数据读写时会占用IO，造成性能问题。golang的bufio库使用缓存来一次性进行大块数据的读写，以此降低IO系统调用，提升性能。
在Transport中可以设置一个名为WriteBufferSize的参数，该参数指定了底层(Transport.dialConn)写buffer的大小。
tr := &http.Transport{
WriteBufferSize: 64 * 1024,
}
pconn.br = bufio.NewReaderSize(pconn, t.readBufferSize())
pconn.bw = bufio.NewWriterSize(persistConnWriter{pconn}, t.writeBufferSize())
使用bufio进行写
可以使用bufio.NewWriter初始化一个大小为4096字节的Writer(见下)，或使用bufio.NewWriterSize初始化一个指定大小的Writer。
Writer中的主要参数为缓存区buf，缓存区中的数据偏移量n以及写入接口wr：
type Writer struct {
err error
buf []byte
n int
wr io.Writer
}
bufio.Writer方法可以一次性写入缓存中的数据，通常有如下三种情况：
- 缓存中满数据
- 缓存中仍有空间
- 待写入的数据大于缓存的大小
缓存中满数据
当缓存中满数据时，会执行写操作。
缓存中仍有空间
如果缓存中仍有数据，则不会执行写入动作，除非调用Flush()方法。
待写入的数据大于缓存的大小
由于此时缓存无法缓存足够的数据，此时会跳过缓存直接执行写操作
type Writer int
func (*Writer) Write(p []byte) (n int, err error) {
fmt.Printf("Writing: %s\n", p)
return len(p), nil
}
func main() {
w := new(Writer)
bw1 := bufio.NewWriterSize(w, 4)
// Case 1: Writing to buffer until full
bw1.Write([]byte{'1'})
bw1.Write([]byte{'2'})
bw1.Write([]byte{'3'})
bw1.Write([]byte{'4'}) // write - buffer is full
// Case 2: Buffer has space
bw1.Write([]byte{'5'}) //此时buffer中无法容纳更多的数据，执行写操作，写入 []byte{'1','2','3','4'}
err = bw1.Flush() // forcefully write remaining
if err != nil {
panic(err)
}
// Case 3: (too) large write for buffer
// Will skip buffer and write directly
bw1.Write([]byte("12345")) //buffer不足，直接执行写操作
}
//结果：
Writing: 1234
Writing: 5
Writing: 12345
缓存重用
申请缓存对性能是有损耗的，可以使用Reset方法重置缓存，其内部只是将Writer的数据偏移量n置0。
wr := new(Writer)
bw := bufio.NewWriterSize(wr,2)
bw.Reset(wr)
获取缓存的可用空间数
Available()方法可以返回缓存的可用空间数，即len(Writer.buf)-Writer.n
使用bufio进行读
与用于写数据的Writer类似，读数据也有一个Reader，可以使用NewReader初始化一个大小为4096字节的Reader，或使用NewReaderSize初始化一个指定大小的Reader(要求最小字节为16)。Reader也有一个记录偏移量的变量r
type Reader struct {
buf []byte
rd io.Reader // reader provided by the client
r, w int // buf read and write positions
err error
lastByte int // last byte read for UnreadByte; -1 means invalid
lastRuneSize int // size of last rune read for UnreadRune; -1 means invalid
}
Peek
该方法会返回buf中的前n个字节的内容，但与Read操作不同的是，它不会消费缓存中的数据，即不会增加数据偏移量，因此通常也会用于判断是否读取结束(EOF)。通常有如下几种情况：
- 如果peak的值小于缓存大小，则返回相应的内容
- 如果peak的值大于缓存大小，则返回bufio.ErrBufferFull错误
- 如果peak的值包含EOF且小于缓存大小，则返回EOF
Read
将数据读取到p，涉及将数据从缓存拷贝到p。
func (b *Reader) Read(p []byte) (n int, err error)
ReadSlice
该方法会读从缓存读取数据，直到遇到第一个delim。如果缓存中没有delim，则返回EOF，如果查询的长度超过了缓存大小，则返回 io.ErrBufferFull 错误。
func (b *Reader) ReadSlice(delim byte) (line []byte, err error)
例如delim为','，则下面会返回的内容为1234,。
func main() {
r := strings.NewReader("1234,567")
rb := bufio.NewReaderSize(r, 20)
fmt.Println(rb.ReadSlice(','))
}
// 结果：[49 50 51 52 44]
注意：
ReadSlice返回的是原始缓存中的内容，如果针对缓存作并发操作，则返回的内容有可能被其他操作覆盖。因此在官方注释里面有写，建议使用ReadBytes或ReadString。但ReadBytes和ReadString涉及内存申请和拷贝，因此会影响性能。在追求高性能的场景下，建议外部使用sync.pool来提供缓存。// Because the data returned from ReadSlice will be overwritten // by the next I/O operation, most clients should use // ReadBytes or ReadString instead.
ReadLine
ReadLine() (line []byte, isPrefix bool, err error)
ReadLine底层用到了ReadSlice，但在返回时会移除\n 或\r\n。需要注意的是，如果切片中没有找到换行符，则不会返回EOF或io.ErrBufferFull 错误，相反，它会将isPrefix置为true
ReadBytes
与ReadSlice类似，但它会返回一个新的切片，因此便于并发使用。如果找不到delim，ReadBytes会返回io.EOF
func (b *Reader) ReadBytes(delim byte) ([]byte, error)
Scanner
scanner可以不断将数据读取到缓存(默认64*1024字节)。
func main() {
rb := strings.NewReader("12345678901234567890")
scanner := bufio.NewScanner(rb)
for scanner.Scan() {
fmt.Printf("Token (Scanner): %q\n", scanner.Text())
}
}
// 结果：Token (Scanner): "12345678901234567890"
附
并发复用缓存
io.bufio支持缓存读写以及Reset操作，但在并发复用缓存方面做的不是很好，可以参考：victoriaMetrics之byteBuffer。
无需并发复用的话，用
io.bufio即可。
限制从io.Reader中读取的数据量
方式1
使用io.LimitReader来限制从Reader中读取的数据量，LimitedReader.N给出了可读取的剩余数据量。一旦N变为0，即时Reader中仍然有数据，此时也会返回EOF
type LimitedReader struct {
R Reader // underlying reader
N int64 // max bytes remaining
}
func main() {
rb := strings.NewReader("12345678901234567890")
lr := io.LimitReader(rb, 3)//限制可以读取3个字节的数据
buf := make([]byte, 400)
fmt.Println(lr.Read(buf)) //达到读取上限制，LimitedReader.N=0
fmt.Println(lr.Read(buf)) //此时返回EOF
}
//结果
3 <nil>
0 EOF
方式2
可以使用io.CopyN限制从Reader读取的数据量，它内部也使用了io.LimitReader，但支持多次读取。
type Writer int
func (*Writer) Write(p []byte) (n int, err error) {
fmt.Printf("Writing: %s\n", p)
return len(p), nil
}
func main() {
rb := strings.NewReader("12345678901234567890")
w := new(Writer)
fmt.Println(io.CopyN(w, rb, 6))
fmt.Println(io.CopyN(w, rb, 6))
}
//结果
Writing: 123456
6 <nil>
Writing: 789012
6 <nil>
参考
how-to-read-and-write-with-golang-bufio
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